原标题：自动化立体库库前输送系统的设计问题
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概述
自动化立体库已经广泛应用于物流中心和智能制造工厂，自动化立体库的型式和技术在近年来得到了迅猛发展，如除了典型的单深度单货位AS/RS外，逐步发展了双深度和多货位的立体库。在存储设备方面，除堆垛机外，利用四向穿梭车、子母车等技术构成的立体库已经逐渐为市场所接受，以AGV作为存取设备的立体库也在大力推广。
另一方面，库前输送系统长期为人们所忽视，关于这方面的研究也不多见。事实上，库前输送系统在自动化立体库中占据了很大的比重，其设计往往成为自动化立体库最困难的部分。很多自动化立体库系统，因为库前输送系统的设计问题，影响了整个物流中心的性能。本文就来谈一谈这一方面的问题。
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库前输送系统方案选型及适应性自动化立体库库前输送系统的设计方案可谓是五花八门，尤其对于初学者来说，往往会非常困惑，难以选择。即使对有经验的设计师，有时也会莫衷一是。因此，识别每一种技术和布局，并了解其适应性是必要的。
（1）库台或直线输送机布局方案
最简单的库前输送系统，是采用库台或单条输送机的方式。当然也有用台车替代输送机的方案。这一技术在早前的AS/RS中应用广泛。现在在巷道数很少的情况下（1~3个左右），也时有应用。
这一方式的特点是简单，成本低廉。对复杂度不高，或入出库水平不高的立体库，非常适用。缺点是自动化程度不高，在多巷道情形下，将依赖人工做出判断。此外，尺寸检测相对不太完善。安全性不高。
（2）输送机方案
采用输送机布局，是大多数立体库的首选。这一技术具有集放能力强、效率高、故障率低、安全可靠等特点。但对于巷道数很多的情况，输送机有一个限制是输送能力问题，一般情况下，对于150托盘/小时以内流量来说，输送机是一个比较合适的选择。但更大的流量则要考虑分区作业，或采用其它方法。输送机方案的另一个缺点是刚性太大，不易扩展。（3）直线穿梭车方案
直线穿梭车方案比纯粹的输送机方案要简单很多，随着巷道的增加，其性价比逐渐增加，并且适应于特殊情况下完成出入库作业，如因为入出库居于一侧，需要往复搬运的情形，是比输送机方案要灵活很多的一种策略。但其输送能力随着距离的增加而迅速减少。即使采用多台车的情形，效果也都很一般。对穿梭车来说，距离不能太远（50米以内），输送效率不能太高（80~90次/小时以内）。
（4）环形穿梭车方案
相比直线型穿梭车，环形穿梭车可以通过增加车辆的方式提升输送能力，往往对于比较大的立体库而言，环形车具有优势。但环形车有两个较大的缺点，其一是拐弯段会占据了一定空间，造成空间浪费或增加边缘巷道设计难度，其二是小车空跑现象严重，所以实际效果比理论计算要差很多。
（5）四向穿梭车方案
四向穿梭车克服了环形穿梭车的缺点，具有很高的灵活性和柔性。是未来可以大力推广的库前输送系统之一。尤其对于大型的立体库系统，四向穿梭车具有很高的性价比。四向穿梭车可以通过增加小车的数量，提升入出库水平。因此，这一布局无论对于出库量小或大的情形，都很合适。（6）AGV方案
AGV方案类似于四向车方案，具有更高的灵活性和柔性，尤其对远距离输送具有较大优势。需要指出的是，AGV有多种形式，KIVA类AGV采用顶升方式进行移载，因此要设计取放货的月台或输送机，叉式AGV具有更好的性能，可以直接叉取地面上的托盘，但却价格较高。随着KIVA类AGV性价比的提升，其应用前景非常看好。
（7）其它方案
除此之外的方案还有不少，比如悬挂链解决方案就属于比较特殊的一种，悬挂链由于避开了地面的障碍，所以在空间利用方面独具优势。往往应用于制造业中的物料配送，连接车间与立体库。
应该指出的是，以上所例举的几种方案，在实际应用中更多的是一种组合方式出现的。无论哪种解决方案，传统的输送机似乎必不可少。
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库前输送系统方案的综合比较
每种技术都有其适应的场合，因此并不能笼统的说哪一种技术更先进或更好。总体来说，要比较一种技术选择是否合理，不仅要从场合的适应性考虑，还要从效率、成本、可扩展性、可适应性等多个方面进行评估。以下就对前述方案进行比较。
注：
[1] 交接库台的效率决定于叉车的效率和单台堆垛机的效率。如果巷道数增加，效率自然就会增加。对于单个巷道而言，其效率不应大于30托盘/小时。
[2] 输送机方案特别适合于巷道数小于10个的情形，随着巷道数的增加，总体上就不经济了，同时，效率也难以满足要求。
[3] 环形车可以根据需要增加或减少车辆数量，因此对于巷道数较多的情形是具有优势的。但巷道数较小时，就没有意义了，而是可采用更为经济的直线穿梭车方案货输送机方案。
[4] 四向穿梭车和AGV理论上可以通过增加车辆的数量来提升效率，但对于具体情况而言，还受空间的约束，太多的车辆事实上会造成拥堵。一般情况下，对于一个10个以上巷道的立体库而言，其输送能力设计保持在200~300托盘/小时即可，过高会导致投资增加，而且会使得系统平衡被打破。
[5] AGV的优势很多，适应情况也很多。当然，从性价比来说，巷道多一些会更好。另一方面，由于车的数量可变，因此，这一技术对于入出库量的变化有特别的适应性，甚至比四向穿梭车还要更好一些。
以上的比较是粗线条的，也还有一些指标没有论述，更没有结合实际案例来进行说明。因此读者并不能明白如何去选择和评价。需要在实践中不断揣摩、总结，才能达到好的效果。
库前输送系统的设计要考虑的地方很多，也很复杂。即使是选择了一种布局方案，要考虑的地方仍然很多。如尺寸检测、重量检测、条码的要求、流程设计、流量计算等，都会影响最终的设计方案。
比较是一种较为简单的设计方法。如果实在难以取舍和决断，不妨对两个或更多的方案进行比较，这时很多疑惑也许迎刃而解。
其实，库前输送系统也没有特别复杂。如果按照以终为始的设计理念，即求解一种简单、高效、成本可控的技术方案即可。
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结束语立体库库前输送系统方案设计，要考虑的因素还有很多，比如多层布局、两端布局、以及侧面布局等，要根据实际需要进行综合考虑。除功能需要外，要特别考虑的主要是流量即输送能力、成本和安全性。此外，技术的适应性也是非常重要的因素。
虽然每一种技术都有其特别合适的用途和最佳应用场合，或者说在特定场合下是非他莫属。但有时，技术的选择并不是绝对的。在更多的情况下，会有多种技术是适合的，并非非此即彼这么绝对，这给设计师提出了挑战。
与物流的整体概念一样，物流设备与技术，“快”只是众多设计指标中的一个。人的误区是，往往会陷入到一个点而忽视其它的目标，所谓一叶障目不见泰山。对立体库的库前输送系统而言，系统的平衡往往是设计的主要出发点。所谓平衡，即系统的各个组成部分能力的均衡。不要过分追求局部的值，那样的结果不仅对系统无益，往往还有很大的副作用。平衡的设计原则，或许会为我们决定技术的取舍时提供依据。
从未来的发展看，更高的自动化，更高的柔性是一个大的趋势，从这一点出发，AGV和四向穿梭车其应用将是未来的主流选择。
转载自公众号：伍强智能科技